转录因子HIF-1α及其信号通路在疾病发生中的作用研究进展

缺氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)是缺氧条件下广泛存在于哺乳动物和人体内的一种转录因子,是应答缺氧应激的关键因子。HIF-1α是缺氧诱导因子-1(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)的一个亚单位,受缺氧调控并调节HIF-1的活性。在缺氧条件下,HIF-1α转移到细胞核内结合HIF-1β形成有活性的HIF-1,通过与靶基因上的缺氧反应元件结合调节多种基因的转录。HIF-1α可以与上下游多种蛋白组成不同的信号通路,介导低氧信号,调控细胞产生一系列对缺氧的代偿反应,在机体的生长发育及生理和病理过程中发挥重要作用,是生物医学研究的一个焦点。对转录因子HIF-1α及其信号通路在疾病发生中的作用进行了综述,介绍了HIF-1α在动物生长发育、炎症和肿瘤中的研究概况,并进行了展望,以便更好地应用于生物医学。     

缺氧诱导因子-1和缺氧诱导因子-2：结构、功能及调节

缺氧诱导因子-1（HIF-1）和缺氧诱导因子-2（HIF-2）是细胞应对缺氧时关键的转录因子,在生物体生理及病理过程中有重要的作用。HIF由一个α亚基和一个β亚基组成二聚体。在蛋白水平上,HIF的稳定性及转录活性受到多种机制的调控,除为人所熟知的O2/PHDs/pVHL降解途径及FIH-1羟基化作用外,分别针对HIF-1α和HIF-2α的特异性调控机制也相继被报道。从HIF-1α和HIF-2α的蛋白结构、稳定性调控、转录激活功能以及两者在细胞代谢、肿瘤发生中的作用等方面对两者的相似性和差异性进行综述。     

缺氧诱导因子-1降解的调控

缺氧是引起细胞损伤的重要原因,而缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor,HIF-1)是细胞对氧浓度改变的一系列自适应反应中重要的调节因子,也在肿瘤的发生和组织缺血中起到重要的作用。林希病肿瘤因子(product of von Hippel-lindau disease,pVHL)和缺氧诱导因子抑制因子(factor inhibiting hypoxia-inducible factor-1,FIH-1)是被公认的缺氧诱导因子诱导转录的抑制因子,与HIF-1有着复杂的相互作用,并调控其降解。研究它们的相互作用将为肿瘤及缺血性疾病的治疗提供一条崭新的途径。     

缺氧诱导因子-1结构及功能的研究进展

缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor-1,HIF-1)是一种介导机体对缺氧环境产生应答的转录因子。在炎症及实体肿瘤周围的组织大多存在缺氧现象。在缺氧条件下,HIF-1α和HIF-1β两个亚基结合,形成HIF-1并迅速活化,参与机体缺氧环境的适应,并在胚胎发育、多种肿瘤及心肺疾病等发生发展中起到重要作用。因此,更好地认识HIF-1的功能及意义,对进一步地认识与其相关生命过程和疾病本质以及研发新的治疗手段具有重要意义。     

RNAi技术沉默HIF-1α基因表达的研究进展

缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）是一种缺氧诱导的最关键的转录因子,参与细胞的生长、分化和凋亡的调节。在人类实体肿瘤中普遍存在HIF-1α的过表达,并与肿瘤的侵袭、转移、耐药及预后差有关。RNAi干扰技术可敲除目的基因,导致基因功能缺失性变化,已被广泛应用于生命科学研究的各个领域,包括HIF-1α基因功能的研究。各种不同的RNAi技术能有效的特异性地敲除HIF-1α基因的表达,在非肿瘤细胞和肿瘤细胞的HIF-1α基因功能的研究上均有很好的应用,成为研究HIF-1α基因功能的重要的方法之一。     

缺氧诱导因子HIF-1在肿瘤Warburg效应中作用机制的研究进展

正常状态下人体细胞的能量主要来源于有氧磷酸化,而在肿瘤细胞,其能量主要来源于糖酵解,即使在含有充足氧气的环境中肿瘤细胞依然进行糖酵解,这种现象被称为Warburg效应.在肿瘤细胞中,缺氧诱导因子HIF-1水平的升高与糖酵解活动的增强密切相关,HIF-1上调一系列与糖酵解能量代谢、血管新生、肿瘤细胞存活和红细胞生成相关的基因,从而促进了肿瘤细胞Warburg效应的发生.在肿瘤细胞代谢重编程过程中,丙酮酸激酶M2(PKM2)与HIF-1之间构成一个正反馈过程,而缺氧诱导因子抑制因子1 (FIH-1)能通过抑制HIF-1对重要基因转录因子CPB/p300的招募,来抑制HIF-1的活性.     

缺氧诱导因子HIF-1在抗真菌免疫中的作用CSCD

缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)是细胞在低氧状态下起重要作用的核转录因子。体内真菌感染部位常形成缺氧微环境,从而激活HIF-1并在抗真菌感染免疫中起到重要作用。该文就HIF-1的结构、活性调控及相关信号通路,真菌感染与缺氧的关系,HIF-1对宿主抗真菌免疫的影响等方面进行了综述。     

缺氧诱导因子HIF-1在抗真菌免疫中的作用

缺氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)是细胞在低氧状态下起重要作用的核转录因子。体内真菌感染部位常形成缺氧微环境,从而激活HIF-1并在抗真菌感染免疫中起到重要作用。该文就HIF-1的结构、活性调控及相关信号通路,真菌感染与缺氧的关系,HIF-1对宿主抗真菌免疫的影响等方面进行了综述。     

发育及DNA损伤反应调节基因1的研究进展

发育及DNA损伤反应调节基因1(regulated in development and DNA damage responses 1,REDD1)又称为RTP801,是一个新近发现的低氧诱导因子-1(hypoxia-inducible factor-1,HIF-1)靶基因,在细胞和整体动物缺氧缺血模型中其表达显著升高,随着研究的深入,发现其对多种细胞刺激均能产生应激反应,在细胞凋亡过程中发挥着重要的调节作用;RTP801受到多种细胞信号通路的调控,研究其功能和作用机制可为临床缺血性疾病和肿瘤的防治等提供新的思路。     

缺氧诱导因子与肾细胞癌关系的研究进展

缺氧诱导因子(hypoxia inducible factor,HIF)对维持肿瘤细胞的能量代谢、肿瘤血管生成、促进肿瘤细胞增殖和转移起着重要作用,是肿瘤细胞低氧条件下产生的关键信号分子。本综述旨在总结前人研究,阐述HIF与肾癌细胞之间的内在关系。HIF成员是参与肾癌细胞对缺氧应答反应中的关键因子,并通过靶基因的调节,促进新生血管的生成,导致肿瘤生长。其中,HIF-1α及HIF-2α在促进新生血管的生成方面发挥着主要作用。HIF-1α及HIF-2α与VEGF密切相关,随着其的表达增高,VEGF在数量上及m RNA水平上均显著增高,显示其可通过调控VEGF参与肾癌血管生成,而HIF-2α转录激活VEGF m RNA的特异性较HIF-1α更强。HIF-3α可能存在的负性调控作用,其异构体-4的作用可能与HIF-lα的负性调节有关,其可以阻止HIF-lα与下游靶基因的缺氧反应元件(hypoxia response elements,HRE)结合,同时可在转录水平抑制HIF-lα。HIF在未来可能有成为肾细胞癌治疗的靶点。     

HIF-1通路在低氧对成肌细胞增殖分化影响中的作用

氧是在环境中存在的并在发育过程中起作用的信号分子,调控着细胞的能量代谢、生长和分化。骨骼肌中存在着具有自我更新和分化为肌纤维能力的成肌细胞,出生后成肌细胞在骨骼肌的损伤修复和维持中起重要作用。尽管氧在几乎所有高级生命活动中具有重要作用,但有关氧水平对成肌细胞增殖和分化的影响的研究甚少。体内生理性和病理性微环境的氧浓度是处于低水平的,本文就低氧对成肌细胞增殖和分化的影响,以及HIF-1信号通路在其中的作用进行了综述。     

The Oncogene HER2/neu (ERBB2) Requires the Hypoxia-inducible Factor HIF-1 for Mammary Tumor Growth and Anoikis Resistance

ERBB2, a receptor tyrosine kinase amplified in breast cancer, is a well established regulator of tumor growth in vivo and anoikis resistance leading to disruption of architecture in three-dimensional mammary epithelial acinar structures in vitro. ERBB2 promotes anoikis resistance by maintaining signaling pathways and by rescuing metabolic defects and thus inhibiting accumulation of deleterious reactive oxygen species. Recent evidence suggests that hypoxia, via hypoxia-inducible factors (HIFs), can inhibit anoikis; thus, we hypothesized that HIF-1 may play a role in ERBB2-mediated anoikis resistance and oncogenesis. Indeed, tumors isolated from MMTV-Neu mice contain elevated HIF-1α levels and tumor cells created from MMTV-Neu mice harboring deletion of Hif1α alleles reduced primary tumor growth in vivo. ERBB2 overexpressing cancer cells stabilize HIF under normoxic conditions and require HIF-1 for ERBB2-mediated anchorage-independence, three-dimensional culture growth and anoikis resistance. HIF-1 reduction in ERBB2 cells was associated with induction of the pro-anoikis protein BIM and decreased ERK and AKT signaling during cell detachment. ERBB2-mediated inhibition of metabolic defects, including decreased reactive oxygen species generation in suspension, required HIF-1 expression that was critical for ERBB2-mediated oncogenesis. Gene expression profiling of hypoxic three-dimensional acinar structures identified a number of genes elevated in response to hypoxia that are known ERBB2 targets, suggesting that hypoxic conditions and ERBB2 overexpression share both phenotypic and genetic components via HIF-1 regulation. Thus, our data demonstrate that ERBB2 requires HIF-1 for tumor growth and suggest that HIF is a major downstream regulator of ERBB2 that protects cells from anoikis and metabolic stress caused by decreased matrix adhesion.     

动物抗低氧胁迫相关基因的表达调控机制

体内氧浓度的稳定是机体维持自身功能的一个必要条件。在低氧条件下,机体内部在低氧信号的刺激下形成一个强大的防御体系以保护自己的组织。在采取防御的过程中,低氧诱导因子-1 (hypoxia inducible factor-1,HIF-1)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、促红细胞生成素(erythropoietin, EPO)、核因子-κB (nuclear factor-κB, NF-κB)等基因表达上调。HIF-1是一个与低氧胁迫相关的转录因子,它的激活与体内氧浓度相关。VEGF是HIF-1下游的一个靶基因,它是至今发现的一个在促血管新生方面起着最关键作用的因子。NF-κB能够抑制由低氧引起的细胞凋亡。以上这些基因在动物抗低氧胁迫方面起着重要作用,综述了低氧条件下HIF-1、VEGF、EPO、NF-κB的功能、表达特性以及调控机制。     

Regulation of type II transmembrane serine proteinase TMPRSS6 by hypoxia-inducible factors: new link between hypoxia signaling and iron homeostasis

Hepcidin is a liver-derived hormone with a key role in iron homeostasis. In addition to iron, it is regulated by inflammation and hypoxia, although mechanisms of hypoxic regulation remain unclear. In hepatocytes, hepcidin is induced by bone morphogenetic proteins (BMPs) through a receptor complex requiring hemojuvelin (HJV) as a co-receptor. Type II transmembrane serine proteinase (TMPRSS6) antagonizes hepcidin induction by BMPs by cleaving HJV from the cell membrane. Inactivating mutations in TMPRSS6 lead to elevated hepcidin levels and consequent iron deficiency anemia. Here we demonstrate that TMPRSS6 is up-regulated in hepatic cell lines by hypoxia and by other activators of hypoxia-inducible factor (HIF). We show that TMPRSS6 expression is regulated by both HIF-1α and HIF-2α. This HIF-dependent up-regulation of TMPRSS6 increases membrane HJV shedding and decreases hepcidin promoter responsiveness to BMP signaling in hepatocytes. Our results reveal a potential role for TMPRSS6 in hepcidin regulation by hypoxia and provide a new molecular link between oxygen sensing and iron homeostasis.